Способ обработки материалов жидкостью

)5 В 21 0 26/02 ТЕ Я АВТОР Изобретение о технологии обработ быть использовано тической и других о сти, где требуется поверхности. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И У СВИДЕТЕЛЪСТВ(71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВЖИДКОСТЬ Ю(57) Изобретение относится к обработке материалов с использованием давления рабочей среды и касается, в частности,финишной операции обработкй поверхности материалов, Цель изобретения - расширение технологических возможностейспособа обработки давлением рабочей среды. Над обрабатываемым материалом устаносится к финишной и материалов и может машиностроении, опраслях промышленно- финишная обработка Известен способ ультразвукового резания твердых материалов, заключающийся втом, что под действием колеблющегося, сультразвуковой частотой вибратора в жидкой среде, содержащей абразивный порошок, возникают ультразвуковые волны,вовлекающие в колебательное движение частицы абразива, которые, ударяясь о поверхность обрабатываемого материала,вызывают его съем 1712030 А 2навливают рабочий орган, включающий неподвижную головку 1 с каналом 2 для подачи жидкости и вращающееся транспортное звено 4 со сквозными отверстиями, периодически совпадающими с каналом 2 и заполненными через него объемом жидкости, большим объемом самого отверстия за счет того, что в канале 2 жидкость находится под давлением. Жидкость заполняет канал 5 с образованием выпуклого мениска. Скорость вращения транспортного звена установлена такой, чтобы время контакта жидкости, находящейся в канале 5, с обрабатываемым материалом было меньше времени релаксации вязкого течение жидкости, которая в этом случае ведет себя как упругое тело. Выступающие неровности обрабатываемо-. го материала 7 испытывают гидравлический удар, приводящий к их съему или пластическому деформированию. 3 ил. К недостатку этого способа следует отнести невозможность обработки поверхности материалов без наличия в жидкой среде частиц абразива.Известен также способ обработки материалов сверхзвуковой струей жидкости, заключающийся в том, что жидкость непрерывно истекает под большим давлением от отверстия малого диаметра и, попа- - дая на обрабатываемый материал, вызывает снятие стружки и отрыв частиц,Однако этоТ способ обработки не позволяет производить финишную обработку поверхностей материалов.Цель изобретения - расширение технологических возможностей финишных операций.Головка 1 сориентирована относительно обрабатываемого материала 8 таким образом, что расстояние от крайней ближайшей к вертикальной оси точки окружности выходного отверстия подводяще го канала 2 до вертикальной оси равно диаметру отверстия 5 транспортного звена 4. При этом расстояние по вертикальной оси от внешней образующей поверхности транспортного звена 4 до обрабатываемого Это достигается тем, что в способе обработки материалов жидкостью, заключающемся в подаче жидкости на обрабатываемую поверхность с большой скоростью, жидкость подают по касательной к обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей время ее взаимодействия с поверхностью меньше времени ее релаксации.В предлагаемом способе жидкость подается по касательной к обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей время ее взаимодействия с обрабатываемой поверхностью меньше времени ее релаксации, Таким образом, жидкость ведет себя как упругое тело и неровности поверхности, встречающиеся на ее пути при контакте по касательной с обрабатываемой поверхностью, срезаются или пластически деформируются, что и дает эффект финишной обработки поверхности. В то время как при непрерывной подаче жидкости в зону обработки материала в виде струи с большой скоростью, обеспечиваемой давлениями в 150-1000 МПа в известном способе, невозможно направить жидкость по касательной к обрабатываемой поверхности и обеспечить время взаимодействия жидкости с обрабатываемой поверхностью меньше времени ее релаксации и таким образом получить возможность осуществления финишной обработки поверхности,На фиг. 1 изображено устройство, позволяющее осуществить предлагаемый способ; на фиг,2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - взаимное расположение устройства и обрабатываемого материала.Устройство содержит головку 1, в которой выполнен подводящий канал 2, в котором находится жидкость под давлением Р от внешнего источника. Головка 1 жестко укреплена в неподвижной опоре 3. На головку 1 концентрично установлено транспортное звено 4 таким образом, чтобы его отверстия 5 могли совпадать с отверстием подводящего канала 2. Транспортное. звено 4 закреплено в подшипнике б и зафиксировано относительно головки 1, относительно которой оно может вращаться, кольцом 7,материала 8 много меньше глубины отверстия 5,Предлагаемый способ с помощью представленного устройства реализуется следу 5 ющим образом,В подводящий канал 2 подается жидкость под давлением Р, величина котороговыбирается таким, чтобы при перекрываниивыходного отверстия подводящего канала10 отверстием 5 транспортного звена 4 скорость течения жидкости была бы достаточнойдля того, чтобы сформировался объем жидкости несколько больший объема отверстия5 и зависел от величины зазора между15 транспортным звеном 4 и обрабатываемымматериалом 7, При вращении транспортного звена 4 относительно головки 1 одно изотверстий 5 начинает перекрывать выходное отверстие подводящего канала 2, при20 этом в него начинает впрыскиваться жидкость, заполняющая его с образованием выпуклого мениска. Когда перекрытиеотверстий прекращается, транспортноезвено 4 переносит сформированный объем25 жидкости до соприкосновения с обрабатываемым материалом, Скорость вращениятранспортного звена (число оборотов) выбирается таким, чтобы время контакта жидкости с обрабатываемым материалом было30 меньше времени релаксации вязкого течения жидкости, которая в этом случае ведетсебя как упругое тело, При этом выступающие неровности обрабатываемого материала 7 испытывают гидравлический удар,35 приводящий к их съему или пластическомудеформированию, Такое действие оказывается на обрабатываемый материал при прохождении относительно него каждого изотверстий 5, Таким образом выступающие40 неровности обрабатываемого материала испытывают периодически действующие нанего гидравлические удары, что дополнительно приводит еще и к их усталостномуразрушению.45 . П р и м е р. При использовании в качестве инструмента масла МСс временемрелаксации 3 10 с эффект финишнойобработки поверхностей конструкционныхсталей достигался при радиусе транспорт 50 ного звена 100 мм; его толщине 3 мм, диаметре выходного отверстия.2 мм ивращении со скоростью 15000 об/мин.Предлагаемый способ по сравнению сизвестными финишными операциями обла 5 дает следующими преимуществами.Исключаются в процессе обработки поверхности высокие локальные высокотемпературные до 2000 С нагревы и резкиеохлаждения, которые приводят к появлениюв поверхностном слое обрабатываемых де1712030 иг,2 талей необратимых неравномерных структурных изменений, в частности появлению микротрещин на поверхности.Исключается шаржирование частицами абразива обрабатываемой поверхности. 5 Формула изобретенияСпособ обработки материалов жидкостью, заключающийся в подаче жидкости на10 обрабатываемую поверхность с большой скоростью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем проведения финишных операций, жидкость подают по касательной к обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей время ее взаимодействия с поверхностью меньше времени ее релаксации,